第六章--受弯构件的斜截面承载力分解.ppt

1、6 受弯构件的斜截面承载力计算,斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态,斜截面受剪破坏的主要影响因素,斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围,斜截面受剪承载力计算方法和步骤,保证斜截面受弯承载力的构造措施,一、概述,弯剪段（本章研究的主要内容）,统称腹筋-帮助混凝土梁抵御剪力,有腹筋梁-既有纵筋又有腹筋 无腹筋梁-只有纵筋无腹筋,箍筋肢数,6.2 斜截面受力特点及破坏形态 6.2.1 无腹筋梁斜裂缝出现前后的受力特点,当tpmaxft时，梁的剪弯段开裂，出现斜裂缝,1 无腹筋梁裂缝出现前的受力特点,主应力的特点： 中性轴处，正应力为，剪应力最大，主应力与纵轴夹角为45度 受压区内，主压应力增大，夹角

2、大于45度 受拉区内，主拉应力增大，夹角小于45度,当斜截面上的主应力大于砼抗拉强度时，将在其垂直方向出现裂缝，即斜裂缝。,无腹筋梁裂缝出现后的受力特点,当主拉应力大于砼抗拉强度时，将在垂直于主拉应力的方向产生裂缝。此斜裂缝将从最大的主拉应力点开裂。 腹剪斜裂缝：当剪应力起主要作用时，中性轴附近的主拉应力最大，斜裂缝从此处开裂并与纵轴成度角。腹剪斜裂缝分别向支座及集中力作用点延伸，中阔端细； 弯剪斜裂缝：当正应力起主要作用时，梁底部主拉应力最大，斜裂缝从此处开裂，指向集中力作用点，下阔上细。,斜裂缝出现前后的变化,开裂之前，剪力由整个正截面承担，之后，剪力由未开裂截面承担，此截面还承担压应力，

3、称为剪压面 开裂之后，纵筋出现应力突变,6.2.2无腹筋梁斜截面破坏的形态,引入一概念：剪跨比,反映了集中力作用截面处弯矩M和剪力V的比例关系,计算剪跨比,广义剪跨比,1 斜拉破坏,3时斜拉破坏,2 斜压破坏,1时斜压破坏,3 剪压破坏,1 3时剪压破坏,剪切变形远小于弯曲变形，所有的破坏均表现为脆性,但相对于斜压破坏和斜拉破坏，剪压破坏更能给人以破坏预告,无腹筋梁的破坏形态,斜拉破坏,剪压破坏,斜压破坏,1. 斜拉破坏为受拉脆性破坏，脆性性 质最为显著； 2. 斜压破坏为受压脆性破坏； 3. 剪压破坏界于受拉和受压脆性破坏 之间。,6.2.3影响斜截面受剪承载力的主要因素 1. 剪跨比,剪跨

4、比越大，受剪承载力越低,纵筋配筋率,截面形状,混凝土强度,无腹筋梁的受剪破坏均是由于混凝土达到复合应力状态下的强度而发生的。随混凝土强度的提高，抗剪承载力随混凝土强度增加而提高的程度减小。,配筋率越大，受压区面积越大，剪压区面积也相应增大；另外，纵筋的销栓作用也增强，所以抗剪承载力随纵筋配筋率增大而增加。,T形截面由于存在较大的受压翼缘，增加了剪压区的面积，对斜拉和剪压破坏的承载力有提高，但对斜压破坏没有提高。,3 腹筋,在一定的范围内，配箍率及箍筋强度提高,弯起钢筋配筋率提高,抗剪承载力提高,抗剪承载力提高,6.3 斜截面的抗剪承载力,斜截面的受剪承载力包括：受剪承载力计算、截面限制条件和最

5、小配箍率验算。 6.3.1计算公式及适用条件 计算公式采用半理论半经验的方法确定 基本假定 梁发生剪压破坏时，斜截面的受剪承载力由剪压区砼的受剪承载力、箍筋的受剪承载力、弯起钢筋的受剪承载力三部分组成 剪压破坏时，箍筋和弯起钢筋的拉应力都达到其屈服强度，但要考虑拉应力的不均匀性。 忽略剪跨比和纵向受力筋对斜截面承载力的影响，仅对受集中作用的矩形截面独立梁才适当考虑剪跨比的影响。,2 无腹筋梁的抗剪承载力,混凝土结构设计规范（GB50010）取试验结果的下包值：,均布荷载作用下,集中荷载作用下的独立梁,集中荷载下或集中荷载引起的支座边缘的剪力占总剪力75%以上的独立梁,3 仅配箍筋梁的斜截面抗剪

6、承载力,箍筋的抗剪承载力,仅配箍筋梁的斜截面抗剪承载力,3 仅配箍筋梁的斜截面抗剪承载力,混凝土结构设计规范（GB50010）取试验结果的下包值：,均布荷载作用下,集中荷载作用下的独立梁,配置弯筋和箍筋的受弯构件的抗剪承载力,考虑到弯筋位于斜裂缝顶端时达不到屈服强度而引入的修正系数,5计算公式的适用条件,抗剪承载力的上限-截面限制条件)：防止斜压破坏. 当发生斜压破坏时，梁腹砼被压碎，而钢筋不屈服，构件抗剪承载力主要取决于梁腹板宽度、截面高度及砼强度。,当hw/b 4时,矩形截面取h0；T形取h0-hf；I形取h-hf-hf,当hw/b6时,当4hw/b6时,按线性插值,c-混凝土强度影响系数

7、：当混凝土强度等级不超过C50时，取c=1.0；当混凝土强度等级为C80时，取c=0.8；其间按线性内插法确定；,抗剪承载力的下限-最小配箍率：防止斜拉破坏,为防止这种少筋破坏，规范规定当V0.7ftbh0时，配箍率应满足,当配箍率小于一定值时，斜裂缝出现后，箍筋因不能承担斜裂缝截面混凝土退出工作释放出来的拉应力，而很快达到极限抗拉强度并破坏，其受剪承载力与无腹筋梁基本相同。,6.2.2 斜截面受剪承载力计算办法 1. 计算截面的位置,截面复核 验算截面限制条件及最小配箍率， 通过后再求受剪承载力。 如果任一条件不满足都要重新设计。 且每一检算截面都必须验算 截面设计 先验算截面限制条件 检查

8、是否需要配箍 按经验配箍 配箍不够时再由计算弯起钢筋,箍筋的形式和构造要求 1. 箍筋的形式,单肢箍n=1,双肢箍n=2,四肢箍n=4,2.箍筋的最大间距,箍筋最小直径,箍筋最大间距,为防止弯筋间距太大，出现不与弯筋相交的斜裂缝，使弯筋不能发挥作用，规范规定当按计算要求配置弯筋时，前一排弯起点至后一排弯终点的距离不应大于表中V0.7ftbh0栏的最大箍筋间距smax的规定。,弯起钢筋的构造要求,例题,矩形截面简支梁b h=200500mm， 均布可变荷载设计值10 kN/m，跨中集中可变荷载设计值100 kN，混凝土C30，箍筋HRB235级，纵筋HRB335，保护层厚度30mm。计算抗弯及抗

9、剪配筋并给出图示。,6.3 斜截面的受弯承载力 1. 基本概念,斜截面受弯承载力总能满足,支座处纵筋锚固不足,纵筋弯起、切断不当,需采取构造措施,5.3.1 抵抗弯矩图及纵筋的弯起和截断,按每根钢筋的面积比例划分出各根钢筋所提供的受弯承载力Mui可近似取：,抵抗弯矩图用来解决纵筋的弯起和切断,2. 抵抗弯矩图,抵抗弯矩,抵抗弯矩图,设计时，应尽量使抵抗弯矩图包住弯矩图，且两者越近越经济,纵筋的弯起必须满足三方面的要求：,*保证正截面的受弯承载力,*保证斜截面的受剪承载力,*保证斜截面的受弯承载力,计算确定,构造确定,计算及构造确定,保证斜截面受弯承载力的构造要求 1纵向钢筋的弯起,保证斜截面受

10、弯的措施 4. 纵向受力钢筋的弯起,未弯起时,弯起后,保证斜截面受弯的措施 4. 纵向受力钢筋的弯起,当纵向钢筋弯起时，其弯起点与充分利用点之间的距离不得小于0.5h0；同时，弯起钢筋与梁纵轴线的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外。,纵向钢筋弯起的构造要求,4. 纵向受力钢筋的截断,跨中受拉钢筋一般不宜截断，支座负筋的截断应符合下列规定,纵向钢筋的截断,为了避免发生斜截面受弯破坏，应从其“强度充分利用截面”外伸一定的长度ldl，依靠这段长度与混凝土的粘结锚固作用维持钢筋以足够的抗力。 同时，当钢筋因不考虑其抗力而切断时，从按正截面承载力计算“不需要该钢筋的截面”也须外伸一定的长度ld2，作

11、为受力钢筋应有的构造措施。 在结构设计中，应从上述两个条件中确定的较长外伸长度作为纵向受力钢筋的实际延伸长度ld，作为其真正的切断点 。,纵向钢筋的截断,钢筋混凝土连续梁、框架梁支座截面的负弯矩纵向钢筋不宜在受拉区截断。如必须截断时，其延伸长度ld可按下表中ld1和ld2中取外伸长度较长者确定。其中ld1是从“充分利用该钢筋强度的截面”延伸出的长度；而ld2是从“按正截面承载力计算不需要该钢筋的截面”延伸出的长度。,纵向受力钢筋在支座处的锚固,开裂前A处的弯矩为MA 开裂后斜截面的弯矩为MB,开裂后钢筋的拉力Ts明显增大。若las不够则容易发生锚固破坏,保证斜截面受弯的措施 3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固,简支板或连续板下部纵筋伸入支座的长度,纵向钢筋的直径,保证斜截面受弯的措施 3. 纵向受力钢筋在支座处的锚固,简支梁或连续梁简支端下部纵筋伸入支座的长度,纵向钢筋的直径,如梁内支座处的锚固不